Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Нелинейно-оптическая спектроскопия кремниевых микроструктур

Диссертация: Нелинейно-оптическая спектроскопия кремниевых микроструктур
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Структуры с периодически изменяющейся в пространстве диэлектрической проницаемостью называются фотонными кристаллами (ФК). Варьирование оптических параметров с периодом порядка длины волны изменяет спектральную плотность мод электромагнитного поля: появляется запрет на распространения электромагнитных воли внутри структуры в некотором частотпо-угловом диапазоне — возникает фотонная запрещенная… Читать ещё >

Содержание

  • Глава I.
  • Нелипейпо-оптический отклик границ раздела, фотонных кристаллов и микрорезонаторов: обзор литературы
    • 1. Генерации оптических гармоник и однородной ереде с нелинейными источниками
      • 1. 1. Нелинейная поляризации бесконечной среды: метод описания
      • 1. 2. Генерация второй гармоники и полубескопечпой среде
      • 1. 3. Генерация анизотропных второй и третьей гармоник в средах с кубичной кристаллической решеткой
    • 2. Основные механизмы уенлеппя иелипейпо-оптическнх явлении
      • 2. 1. Эффекты фазового синхронизма в микроструктурах
      • 2. 2. Амплитудный механизм
    • 3. Оптические свойства фотонных кристаллов и мнкрорезонаторов
      • 3. 1. Распространение света, в периодических структурах
      • 3. 2. Оптические и нелинейно-оптические свойства фотонных кристаллов и мнкрорезонаторов
    • 4. Генерация оптических гармоник в многослойной среде
      • 4. 1. Распространение волны накачки в многослойной среде
      • 4. 2. Генерация и распространение волн гармоник в многослойной среде
    • 5. Пористый кремний
      • 5. 1. Морфологические свойства пористого кремния
      • 5. 2. Оптические свойства пористого кремния
    • 6. Экспериментальные установки
      • 6. 1. Установка для спектроскопии коэффициента отражения
      • 6. 2. Установка для спектроскопии интенсивности второй и третьей гармоник
      • 6. 3. Установка для измерения угловой зависимости интенсивности второй и третьей гармоник
      • 6. 4. Установка для измерения слабых сигналов второй гармоники
  • Глава II.
  • Нелипейпо-оптический отклик мезопористого кремния и границы раздела 81(100)-8Ю
    • 1. Обзор линейных п пелииейпо-оптнческих свойств границ раздела Бь БЮг ч пористого кремния
      • 1. 1. 1 операция третьей гармоники па границе раздела БьБЮа
      • 1. 2. Изготовление пористого кремния
      • 1. 3. Генерация «торой и третьей гармоник и пористом кремнии
    • 2. Генерация второй и третьей гармоники па границе раздела БьБЮг
      • 2. 1. Спектроскопия и анизотропия третьей гармоники па границе раздела 8!-8Ю
      • 2. 2. Спектроскопия п апизотроппя второй гармоники границы раздела ЯьЭК^
    • 3. Образцы пористого кремния
      • 3. 1. Изготовление пористого кремния
      • 3. 2. Оптические свойства пористого кремния
    • 4. НелнпеГпю-оптпческии отклик мезопористого кремния
      • 4. 1. Спектроскопия и анизотропия третьей гармоники мезопористого кремния
      • 4. 2. Анизотропия второй гармоники мезопористого кремния
      • 4. 3. Дисперсия показателей преломления пластин пористого кремнии
  • Глава III.
  • Генерация второй и третьей гармоник в фотонных кристаллах на основе мезопористого кремния
    • 1. Обзор пелппейио-оптнческих явлений в одномерных фотонных кристаллах
      • 1. 1. Генерация второй гармоники в фотонных кристаллах
      • 1. 2. Генерация третьей гармоники в фотонных кристаллах
    • 2. Образны одномерных фотонных кристаллов
      • 2. 1. Изготовление фотонных кристаллов на основе пористого кремния
      • 2. 2. Линейная спектроскопия фотонных кристаллов пористого кремния
    • 3. Спектроскопия второй и третьей гармоник фотонных кристаллом пористого кремния
      • 3. 1. Спектроскопия второй и третьей гармоник и фотонных кристаллах
      • 3. 2. Описание генерации второй и третьей гармоник в слое пористого кремния н рамках матричного формализма
      • 3. 3. Модельные спектры второй и третьем'! гармоник в фотонных кристаллах
    • 4. Зависимость усиления второй и третьей гармоник от дисперсии материала, формирующего фотонный кристалл
      • 4. 1. Роль дисперсии показателя преломления слоев фотонного кристалла и процессе генерации гармоник: модельные расчеты
      • 4. 2. Экспериментальное исследование генерации второй п третьей гармоник в областях с различной дисперсией
    • 5. Особенности генерации второй и третьем гармоник в ограниченных фотонных кристаллах
      • 5. 1. Расчет спектров интенсивности второй и третьей гармоник в ограниченных фотонных кристаллах различной толщины
      • 5. 2. Экспериментальное наблюдение зависимости спектров второй и третьей гармоник от толщины фотонного кристалла
  • Глава IV.
  • Генерация второй и третьей гармоник в одиночных и связанных кремниевых микрорезопаторах
    • 1. Обзор иелпиейпо-оптичеекпх эффектов в одиночных п связанных микрорезопаторах
      • 1. 1. Генерации оптических гармоник в микрорезопаторах
      • 1. 2. Генерация оптических гармоник в связанных микрорезопаторах
    • 2. Образцы фотопнокристаллпчеекпх мнкрорезопаторов и связанных мнкрорезонаторов
    • 3. Спектроскопия интенсивности второй н третьей гармоник одномерных мнкрорезопаторов пористого кремния
      • 3. 1. к- и и) спектры второй и третьем гармоник в микрорезопаторах
      • 3. 2. Механизмы усиления второй и третьей гармоник в микрорезопаторах
    • 4. Спектроскопии интенсивности второй и третьей гармоник одномерных связанных микрорезопаторов пористого кремния

Нелинейно-оптическая спектроскопия кремниевых микроструктур (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию спектрального поведения нелинейно-оптического отклика кремния и микроструктур на его основе: пластин мезопористого кремния, фотонных кристаллов (ФК) и микрорезонаторов. Основной задачей работы является экспериментальное изучение механизмов резонансного усиления квадратичного и кубичного оптического отклика кремниевых микроструктур в широкой спектральной области — от ближнего УФ до ближнего ИК диапазонов методом частотной и угловой спектроскопии интенсивности второй и третьей оптических гармоник (ВГ и ТГ).

Спектроскопия ВГ и ТГ, т. е. зависимость интенсивности волны гармоники от длины волны излучения накачки, тесным образом связана с электронной и фотонной зонной структурой материала, поскольку резонансное возрастание интенсивности оптических гармоник определяется наличием резонансных особенностей в спектрах нелинейных восприимчивостей в окрестности критических точек электронной плотности состояний или возрастанием плотности оптических мод. Дополнительное исследование анизотропных и поляризационных свойств ВГ и ТГ позволяет изучать особенности строения, дефектную структуру и симметрию кристаллической решетки материала. В силу этого, нелинейно-оптическая спектроскопия кристаллического кремния является интересной задачей, поскольку благодаря наличию нескольких критических точек электронной комбинированной плотности состояний кремний является мульти-резонансной системой.

Усиление нелинейно-оптического отклика микрои наноструктур проявляется в его многократном при увеличении напряженности локального электромагнитного поля излучения накачки и/или гармоники, а также за счет эффекта фазового синхронизма. Например, локальные поля усиливаются при наличии нанометровых шероховатостей на поверхности металла, из-за фактора формы (эффект «громоотвода»), а также за счет «запирания» электромагнитного поля в микрообластях как в резонаторах. Фазовый синхронизм реализуется, например, при непосредственном равенстве показателей преломления волн накачки и гармоник в двулучепреломляющих кристаллах, или в средах с периодической модуляцией показателя преломления и/или нелинейных восприимчивостей за счет добавления к волновому вектору одной из взаимодействующих волн вектора обратной решетки периодической среды и изменения закона дисперсии света.

Структуры с периодически изменяющейся в пространстве диэлектрической проницаемостью называются фотонными кристаллами (ФК). Варьирование оптических параметров с периодом порядка длины волны изменяет спектральную плотность мод электромагнитного поля: появляется запрет на распространения электромагнитных воли внутри структуры в некотором частотпо-угловом диапазоне — возникает фотонная запрещенная зона, что обуславливает разнообразные перспективы применения ФК. Помещение активного вещества в ФК, служащий резонатором, делает возможным создание лазеров с предельно низким порогом генерации. Благодаря особым дисперсионным свойствам, ФК оказываются весьма полезны в физике сверхкоротких световых импульсов. Сдвиг запрещенной зоны под действием света в нелинейных ФК является основой для создания оптических логических элементов.

Фундаментальный интерес к ФК связан в том числе и с исследованием процессов генерации оптических гармоник в ФК. Особенно актуальны такие исследования для микрорезонаторов, у которых зеркала являются фотонными кристаллами, поскольку это дает возможность объединения двух механизмов усиления нелинейпо-оптического отклика — локализационного и синхронизации фаз. Первый из этих механизмов — локальный амплитудный, обусловленный возрастанием амплитуды оптического поля внутри микрорезонаторного слоя. Второй механизм — «коллективный» — связан с фазовой синхронизацией вкладов от всех слоев, составляющих микрорезонатор.

Разнообразие материалов, из которых изготавливаются ФК, велико. Это и полупроводниковые структуры на основе арсенида галлияи синтетические опалыи применяемые для эффективной генерации ВГ ниобат лития и сульфид цинкаи пористый кремний (ПК), обладающий уникальными свойствами. ПК имеет большую по площади внутреннюю поверхность и характерные размеры пор от нанометров до микрона. При этом процедура изготовления структур с заданными свойствами достаточно проста и позволяет контролируемым образом изменять в широких пределах оптические параметры многослойных структур. Благодаря наличию ианокристаллических кремниевых стенок пор пористый кремний может иметь несколько резонансов виртуальных мпогофотоп-ных переходов, становясь поэтому мультирезонансной системой для нелинейно-оптической спектроскопии. Кроме того, напоструктурировапие, изменение соотношения объема/поверхности кремния, изменение ориентации границ раздела ЗьБЮг должно изменить квадратичный и кубичный отклик пористого кремния. Поэтому спектроскопия и анизотропия интенсивности второй и третьей гармоник пористого кремния как нового оптического материала имеют самостоятельный интерес.

Целью диссертационной работы является экспериментальное исследование спектральных свойств излучения второй и третьей оптических гармоник, генерируемых на границах раздела БьБЮг, в пленках мезопористого кремния, одномерных кремниевых фотонных кристаллах, одиночных и связанных микрорезонаторах, а также установление взаимосвязи между наблюдаемыми ре-зопансами нелинейно-оптического отклика и особенностями электронной и фотонной зонной структур изучаемых материалов.

Актуальность работы заключается в фундаментальном интересе к механизмам резонансного усиления кубичного отклика границы раздела кремний — оксид кремния с дополнительным анализом влияния симметрии электронной подсистемы. Широкое распространение пористого кремния, которое он получил в последнее десятилетие, характеризуется большим количеством исследований его морфологических, линейно-оптических и люминесцентных свойств, на фоне которого число исследований посвященных его нелинейно-оптическому отклику исчезающе мало, а вопрос спектрального поведения нелинейных восприимчи-востей оказывается вовсе не охваченным.

В перспективных фотоннокристаллических микроструктурах изучаются актуальные вопросы возможности достижения одновременного усиления второй и третьей оптических гармоник, влияния дисперсии материала, из которого изготовлены структуры, и их протяженности на усиление генерации гармоник, а также возможность увеличения нелинейного отклика за счет введения различных дефектов в периодическую структуру фотонных кристаллов.

Практическая ценность работы заключается в экспериментальной демонстрации возможности использования кремния и кремниевых микроструктур в такой новой прикладной области как фотоника. Исследование нелинейно-оптических свойств позволяет ответить на важные вопросы о жизнеспособности кремниевых устройств фотоники, их потенциальных возможностях и перспективах дальнейшего развития. Также важна демонстрация применимости предложенной феноменологической модели квадратичного и кубичного отклика многослойных микроструктур для наглядного объяснения наблюдаемых эффектов усиления нелинейно-оптического отклика и для оптимизации строения многослойных микроструктур с целыо контролируемого усиления интенсивности оптических гармоник в требуемой спектральной области.

Научная новизиа работы состоит в следующем:

• впервые проведены экспериментальные исследования границы раздела 81(100)-БЮг методом спектроскопии интенсивности третьей гармоники, обнаружены резонансы интенсивности ТГ и установлена их связь с резонансами кубичной восприимчивости в окрестности критических точек комбинированной плотности состояний зонной структуры кремния;

• впервые проведены исследования спектроскопии интенсивности третьей гармоники, генерируемой в пластинах пористого кремния с различной пористостью, в результате которых обнаружено резонансное поведение кубичной восприимчивости пористого кремния. Установлена зависимость отношения анизотропного и изотропного вкладов в интенсивность второй и третьей гармоники от пористости мезопористого кремния;

• впервые наблюдалось резонансное усиление интенсивности ТГ иа краю фотонной запрещенной зоны кремниевого фотонного кристалла. Обнаружена зависимость усиления ВГ и ТГ на краях фотонной запрещенной зоны от знака дисперсии показателя преломления пористого кремния;

• обнаружено гигантское усиление интенсивности второй и третьей гармоник при резонансе волны накачки с разрешенной модой одиночного микрорезонатора;

• впервые исследовано спектральное поведение квадратичного и кубичного откликов кремниевых связанных микрорезонаторов, обнаружено резонансное возрастание интенсивности ВГ и ТГ в спектральной области расщепленных разрешенных мод;

• использован метод матриц нелинейного распространения для выяснения механизмов усиления квадратичного и кубичного отклика в фотонных кристаллах, одиночных и связанных микрорезонаторах.

Работа имеет следующую структуру:

Заключение

.

Исследования, проведенные в рамках диссертационной работы, посвящены экспериментальному изучению квадратичного и кубичного оптического отклика кремния и микроструктур на его основе — пленок ианоструктурированного пористого кремния, фотонных кристаллов, одиночных и связанных микрорезо-паторов. Наблюдение резонансного отклика интенсивности второй и третьей гармоник, обусловленного сингулярностями в плотностях состояний электронной зонной структуры кристаллического и мезопористого кремния и фотонной зонной структуры фотонных кристаллов и микрорезонаторов, демонстрирует широкие возможности метода спектроскопии интенсивности второй и третьей оптических гармоник для исследования особенностей электронной и фотонной зонной структуры твердотельных нанои микроструктур на основе кремния.

В рамках диссертационной работы получены следующие основные результаты:

1. Экспериментально исследовано спектральное поведение кубичного оптического отклика границы раздела 81(100)-8Ю2 в области длин волн накачки от 800 до 1100 нм. Наблюдались резонансы в спектре интенсивности отраженной третьей гармоники в областях энергий фотонов ТГ от 4,4 до 4,65 эВ и от 3,4 до 4,0 эВ. Интенсивность ТГ в коротковолновом резонансе возрастает приблизительно в 40 раз, в длинноволновом — в 10 раз по сравнению с нерезонансным сигналом ТГ. Определено спектральное.

3) (3) й поведение компонент Ххххх и Хххуу тензора кубичпои восприимчивости.

Показано, что резонансы интенсивности ТГ обусловлены трехфотопны-ми резопапсами кубичной восприимчивости в окрестности критических точек комбинированной плотности состояний зонной структуры объема кремния Е2 с энергией перехода 4,55 эВ и Е'0/Е с энергией 3,45 эВ, а также резонансом кубичной восприимчивости границы раздела 81−8102 при энергии 4,0 эВ.

2. Обнаружено резонансное усиление генерации ТГ в пленках мезопористого кремния в областях энергий фотонов ТГ от 3,4 до 4,0 эВ и от 4,3 до 4,65 эВ. Показано, что в результате наноструктурирования кремния происходит уширение резонансов кубичной восприимчивости в 1,5−2 раза и их длинноволновый сдвиг вплоть до 0,05 эВ. Определено отношение компонент тензоров кубичной восприимчивости мезопористого кремния и кремния, составившее х^ххх + Х^ххУУрз/xfxxx + хЩ/уЫ — 0,4 и 0,06 для энергий фотонов ТГ 4,2 эВ и 4,55 эВ, соответственно. Обнаружено умепьшение анизотропного вклада в генерацию второй гармоники (ВГ) и ТГ с увеличением пористости, связанное с изменением симметрии пористого кремния от тЗт к оо/тт.

3. Обнаружено усиление генерации ТГ в 3 • 102 раза в одномерных кремниевых фотонных кристаллах при перестройке длины волны накачки на краю фотонной запрещенной зоны. Показано, что в спектральной области края фотонной запрещенной зоны усиливается генерация как ТГ, так и ВГ. Исследована зависимость усилеиия сигнала ВГ от дисперсии показателей преломления мезопористого кремния: наибольшее усиление достигается на коротковолновом краю фотонной запрещенной зоны, если тгш > П2Ш, и на длинноволновом, если пы < п2ц,.

4. Впервые наблюдалась генерация ТГ в микрорезонаторах, изготовленных на основе кремниевых фотонных кристаллов. Обнаружено резонансное усиление генерации второй и третьей гармоник при перестройке волны накачки в спектральной области разрешенной моды микрорезонатора, составившее 5 • 103 в случае ТГ и 2 • 102 в случае ВГ по сравнению с интенсивностью ВГ и ТГ вне фотонной запрещенной зоны.

5. Обнаружены резонансные особенности в спектрах интенсивности ВГ и ТГ в одномерных связанных микрорезонаторах на основе кремниевых фотонных кристаллов. Наблюдаются три резонанса в квадратичном и кубичном откликах при перестройке волны накачки в спектральной окрестности расщепленных мод. Максимальное усиление интенсивности ВГ и ТГ составляет 102 и 2−103, соответственно. Показано, что положения рсзоиап-сов в спектрах интенсивности ВГ и ТГ определяются количеством слоев в промежуточном зеркале.

6. В рамках формализма матриц распространения развита модель кубичного и квадратичного отклика многослойных структур. Показано, что усиление генерации ВГ и ТГ па краю фотонной запрещенной зоны обусловлено, в основном, синхронизацией фаз вышедших из структуры парциальных воли гармоник и возрастанием их амплитуды. Основным механизмом резонансного усилеиия генерации ВГ и ТГ в разрешенной моде является локализация поля накачки внутри полуволнового резонаторного слоя, проявляющаяся в возрастании его амплитуды до 10 раз.

Результаты диссертационной работы опубликованы в работах [25, 93,94,101— 108].

В заключение хочется выразить огромную благодарность моему научному руководителю Андрею Федянину за его постоянное внимание, помощь и поддержку моей уверенности и интереса, терявшихся в многочисленных трудностяхОлегу Андреевичу Акципетрову за предоставление возможности интересного исследования и дискуссииТане Долговой за помощь в совершенствовании экспериментов и текстовИре Соболевой, Володе Бессонову, Денису Гусеву и Саше Жданову за совместную работу и многократную помощьа также моей жепе Юле за понимание и поддержку.

М.Г. Мартемьянов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.Р. Шеи, Принципы нелинейной оптики. Москва: Наука, 1989.
  2. N. Bloembergen, P. S. Pershan, Light waves at the boundary of nonlinear media//Phys. Rev.- 1962.- Vol. 128, p. 606−622.
  3. Ю. И. Сиротин, M. П. Шаскольская, Основы кристаллофизики. — Москва: Наука, 1979.
  4. С. V. Shank, R. Yen, С. Hirlimann, Femtosecond-time-resolved surface structural dynamics of optically excited silicon//Phys. Rev. Lett.- 1983.-Vol. 51, p. 900−902.
  5. H. W. К. Tom, T. F. Heinz, Y. R. Shen, Second-harmonic reflection from silicon surfaces and its relation to structural symmetry // Phys. Rev. Lett. -1983.- Vol.51, p. 1983−1986.
  6. O.A. Акципетров, И. М. Баранова, Ю. А. Ильинский, Вклад поверхности в генерацию отраженной второй гармоники для центросимметричных полупроводников// ЖЭТФ- 1986.- Vol.91, р. 287.
  7. J.E. Sipe, D.J. Moss, Н.М. Driel, Phenomenological theory of optical second-and third-harmonic generation from cubic centrosymmetric crystals // Phys. Rev. B- 1987.- Vol.35, p. 1129.
  8. С. C. Wang, J. Bomback, W. T. Donlon, C. R. Huo, J. V. James, Optical third-harmonic generation in reflection from crystalline and amorphous samples of silicon//Phys. Rev. Lett.- 1986.- Vol.57, p. 1647−1650.
  9. H. M. van Driel D. J. Moss, J. E. Sipe, Third harmonic generation as a structural diagnostic of ion-implanted amorphous and crystalline silicon // Appl. Phys. Lett.- 1986.- Vol.48, p. 1150−1152.
  10. H. M. van Driel D. J. Moss, J. E. Sipe, Dispersion in the anisotropy of optical third-harmonic generation in silicon//Opt. Lett.- 1989.- Vol. 14, p. 57−59.
  11. J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, P. S. Pershan, Interactions between light waves in a nonlinear dielectric//Phys. Rev.- 1962.- Vol. 127, p.1918.
  12. L. Е. Myers, R. С. Eckardt, М. М. Fejer, R. L. Byer, W. R. Bosenserg, J. V. Pierce, Quasi-phase-matched optical parametric oscillators in bulk periodically poled LiNb03//J. Opt. Soc. Am. B- 1995.- Vol. 12, p. 2102.
  13. V. Berger, Nonlinear photonic crystals//Phys. Rev. Lett.- 1998.- Vol.81, p. 4136.
  14. N.G.R. Broderick, G.W. Ross, H.L. Offerhaus, D.J. Richardson, D.C. Hanna, Hexagonally poled lithium niobate: a two-dimensional nonlinear photonic crystal//Phys. Rev. Lett.- 2000.- Vol.84, p.4345.
  15. N. Bloembergen, J. Sievers, Nonlinear optical properties of periodic laminar structures//Appl. Phys. Lett.- 1970.- Vol. 17, p. 483.
  16. M. Moskovits, Surface-enhanced spectroscopy//Rev. Mod. Phys. 1985. — Vol. 57, p. 783.
  17. A. Wokaun, J. G. Bergman, J. P. Heritage, A. M. Glass, P. F. Liao, D. H. Olson, Surface second-harmonic generation from metal island films and microlithographic structures//Phys. Rev. B- 1981.- Vol.24, p.849.
  18. О. А., Дубинина E. M., Еловиков С. С., Мишина Е. Д., Никулин А. А., Новикова Н. Н., Стребков Н. Н., Локальные поверхностные плазмоны и резонансный механизм гигантской второй гармоники//Письма в ЖЭТФ 1988. — Vol. 48, р. 92.
  19. О. А., Баранова И. М., Мишина Е. Д., Петухов А. В., Эффект громоотвода при генерации гигантской второй гармоники//Письма в ЖЭТФ- 1984, — Vol.40, р. 240.
  20. J. С. Knight, N. Dubreuil, V. Sandoghdar, J. Hare, V. Lefevre-Seguin, J. M. Raimond, S. Haroche, Mapping whispering-gallery modes in microspheres with near-field probe//Opt. Lett.- 1995.- Vol.20, p. 1515.
  21. S. X. Qian, R. K. Chang, Multiorder stokes emission from micrometer-size droplets//Phys. Rev. Lett.- 1986.- Vol.56, p. 926.
  22. Н. В. Lin, A. J. Campillo, cw nonlinear optics in droplet microcavities displaying enhanced gain//Phys. Rev. Lett.- 1994. Vol. 73, p. 2440.
  23. E. Yablonovitch, Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics//Phys. Rev. Lett.- 1987.- Vol.58, p. 2059.
  24. Т. В. Долгова, А. И. Майдыковский, M. Г. Мартемьянов, А. А. Федянин, О. А. Акципетров, Гигантская третья гармоника в фотонных кристаллах и микрорезонаторах на основе пористого кремния // Письма в ЖЭТФ -2002. Vol. 75, р. 17.
  25. A.Yariv, P. Yeh, Optical Waves in Crystals. New York: Wiley, 1984.
  26. M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, Optical demonstration of a crystal band structure formation// Phys. Rev. Let.- 1999.- Vol.83, p. 5374−5376.
  27. E. Yablonovitch, T. G. Gmitter, R. D. Meade, A. M. Rappe, K. D. Brommer, J. D. Joannopoulos, Donor and acceptor modes in photonic band structure// Phys. Rev. Lett.- 1991.- Vol.67, p. 3380.
  28. J. Martorell, R. Vilaseca, R. Corbalan, Second harmonic generation in a photonic crystal//Appl. Phys. Lett.- 1997.- Vol.70, p. 702.
  29. V. V. Konotop, V. Kuzmiak, Simultaneous second- and third-harmonic generation in one-dimensional photonic crystals// J. Opt. Soc. Am. B- 1999. Vol. 16, p. 1370.
  30. G. T. Kiehne, A. E. Kryukov, J. B. Ketterson, A numerical study of optical second-harmonic generation in a one-dimensional photonic structure// Appl. Phys. Lett. 1999. — Vol. 75, p. 1676.
  31. W. Chen, D.L. Mills, Gap solitons and the nonlinear optical response of superlatticcs//Phys. Rev. Lett.- 1987.- Vol.58, p. 160.
  32. M. Scalora, J. P. Dowling, С. M. Bowden, M. J. Bloemer, Optical limiting and switching ofultrashort pulses in nonlinear photonic band gap materials//Phys. Rev. Lett.- 1994.- Vol.73, p. 1368.
  33. A. V. Andreev, A. V. Balakin, A. B. Kozlov, I. A. Ozheredov, I. R. Prudnikov, A. P. Shkurinov, P. Masselin, G. Mouret, Four-wave mixing in one-dimensional photonic crystals: inhomogeneous-wave excitation//J. Opt. Soc. Arn. B- 2002.- Vol. 19, p. 1865.
  34. A. Fainstein, B. Jusserand, V. Thierry-Mieg, Raman scattering enhancement by optical confinement in a semiconducter planar microcavity // Phys. Rev. Lett. 1995. — Vol. 75, p. 3764.
  35. L. Pavesi, C. Mazzoleni, A. Tredicucci, V. Pellegrini, Controlled photon emission in porous silicon microcavitics // Appl. Phys. Lett. 1995. — Vol. 67, p. 3280.
  36. J. Trull, R. Vilaseca, J. Martorell, R. Corbalan, Second-harmonic generation in local modes of a truncated periodic structure// Opt. Lett. 1995. — Vol. 20, p.1746.
  37. H. Cao, D.B. Hall, J.M. Torkelson, C.-Q. Cao, Large enhancement of second harmonic generation in polymer films by microcavities // Appl. Phys. Lett. -2001, — Vol.76, p. 538.
  38. V. V. Konotop, V. Kuzmiak, Double-resonant processes in x® nonlinear periodic media//J. Opt. Soc. Am. B- 2000.- Vol. 17, p. 1874.
  39. M. Centini, G. D’Aguanno, M. Scalora, C. Sibilia, M. Bertolotti, M. J. Bloemer, С. M. Bowden, Simultaneously phase-matched enhanced second and third harmonic generation//Phys. Rev. E~ 2001.- Vol.64, p. 46 606.
  40. M. Бори, Э. Вольф, Основы оптики. Москва: Наука, 1970.
  41. N. Hashizume, М. Ohashi, Т. Kondo, R. Ito, Optical harmonic generation in multilayered structures: a comprehencive analisys// J. Opt. Soc. Am. В 1995.- Vol. 12, p. 1894.
  42. Sipe, New green-function formalism for surface optics// J. Opt. Soc. Am. B-1987.- Vol.4, p. 481−489.
  43. D. S. Bethune, Optical harmonic generation and mixing in multilayer media: analysis using optical transfer matrix techniques// J. Opt. Soc. Am. B- 1989.- Vol.6, p.910.
  44. V. Lehmann Gosele, Porous silicon formation: a quantum wire effect//Appl. Phys. Lett.- 1991.- Vol.58, p. 856.
  45. O. Bisi, S. Ossicini, L. Pavesi, Porous silicon: a quantum sponge structure for silicon based optoelectronics//Surf. Sci. Rep.- 2000.- Vol.38, p. 1.
  46. J. Wang, H. Jiang, W. Wang, J. Zheng, F. Zhang, P. Нао, X. Hou, X. Wang, Efficient infrared-up-conversion luminiscence in porous silicon: A quantum-confinment-induced effect//Phys. Rev. Lett.- 1992.- Vol.69, p.3252.
  47. O. A. Aktsipetrov, A. V. Melnikov, Yu. N. Moiseev, Т. V. Murzina, C. W. Hasselt, Th. Rasing, G. Rikken, Second harmonic generation and atomic-force microscopy studies of porous silicon// Appl. Phys. Lett.- 1995.- Vol.67, p. 1191.
  48. Ю.А. Ильинский, Jl.В. Келдыш, Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Москва: Изд. МГУ, 1989.
  49. М. Кардона, Модуляционная спектроскопия. Москва: Мир, 1972.
  50. G. Erley, W. Daum, Silicon interband transition observed at Si (100)-Si02 interfaces//Phys. Rev. B- 1998.- Vol.58, p. R1734.
  51. G. Lupke, Characterization of semiconductor interfaces by second-harmonic generation//Surf. Sci. Rep.- 1999.- Vol.35, p. 75.
  52. W. K. Burns, N. Bloembergen, Third-harmonic generation in absorbing media of cubic or isotropic symmetry// Phys. Rev. B- 1971. Vol. 4, p. 3437−3450.
  53. D. J. Moss, E. Ghahramani, J. E. Sipe, H. M. Driel, Band-structure calculation of dispersion and anisotropy in X (3)//Phys. Rev. B- 1990.- Vol.41, p. 15 421 560.
  54. J.R. Chelikowsky, M.L. Cohen, Electronic structure of silicon//Phys. Rev. В- 1974. Vol. 10, p. 5095.
  55. J.F. McGilp, J.D. O’Mahony M. Cavanagh, Spectroscopic optical second-harmonic generation from semiconductor interface// Appl. Phys. A- 1994.- Vol.59, p.401.
  56. M. Cavanagh, J. R. Power, J. F. McGilp, H. Munder, M. G. Berger, Optical second-harmonic generation studies of the structure of porous silicon surfaces //Thin Solid Films- 1995.- Vol.255, p. 146−148.
  57. M. Falasconi, L. C. Andreani, A. M. Malvezzi, M. Patrini, V. Mulloni, L. Pavesi, Bulk and surface contributions to second-order susceptibility in crystalline and porous silicon by second-harmonic generation//Surf. Sci.2001.- Vol.481, p. 105.
  58. S. Lettieri, O. Fiore, P. Maddalena, D. Ninno, G. Di Francia, V. La Ferrara, Nonlinear optical refraction of free-standing porous silicon layers // Optics Communications- 1999.- Vol.168, p. 383−391.
  59. Y. Kanemitsu, S. Okamoto, A. Mito, Third-order nonlinear optical susceptibility and photoluminescence in porous silicon//Phys. Rev. B- 1995. Vol. 52, p. 10 752−10 755.
  60. S. V. Zabotnov, S. O. Konorov, L. A. Golovan, A. B. Fedotov, A. M. Zheltikov, V. Yu. Timoshenko, P. K. Kashkarov, H. Zhang, Phase-matched third-harmonic generation in anisotropically nanostructured silicon// JETP-2004. Vol. 99, p. 28−36.
  61. T. V. Dolgova, A. A. Fedyanin, O. A. Aktsipetrov, D. Schuhmacher, G. Marowsky, Optical second harmonic interferometric spectroscopy of Si (lll)-Si02 interface in the vicinity of E2 critical points//Phys. Rev. B2002. Vol. 66, p. 33 305.
  62. L. L. Kulyuk, D. A. Shutov, E. E. Strubinan, O. A. Aktsipetrov, Second-harmonic generation by at si — sio2 interface: influence of the oxide layer// J. Opt. Soc. Am. B- 1991.- Vol.8, p. 1766−1769.
  63. G. Liipke, D.J. Bottomley, H.M. Driel, Si02/Si interfacial structure on vicinal Si (100) studied with second-harmonic generation//Phys. Rev. B- 1993.- Vol. 47, p. 10 389.
  64. L. Pavesi, Porous silicon dielectric multilayers and microcavities//Rivista Del Nuovo Cimento- 1997.- Vol.20, p. 1.
  65. Yu. E. Lozovik, A. V. Klyuchnik, The dielectric function of condensed systems.- Amsterdam: Elsevier Science Publishers B. V, 1989.
  66. D. E. Aspnes, A. A. Studna, Dielectric functions and optical parameters of Si, Ge, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, and InSb from 1.5 to 6 eV//Phys. Rev. B- 1983, — Vol.27, p. 985.
  67. Jr. G.E. Jellison, F.A. Modine, Optical functions of silicon between 1.7 and 4.7 eV at elevated temperatures//Phys. Rev. B- 1983.- Vol. 27, p. 7466.
  68. P. Lautenschlager, M. Garriga, L. Vina, M. Cardona, Temperature dependence of the dielectric function and interband critical points in silicon//Phys. Rev. B- 1987.- Vol.36, p.4821.
  69. M. Fried, H. Wormeester, E. Zoethout, T. Lohner, 0. Polgar, I. Barsony, In situ spectroscopic ellipsometric investigation of vacuum annealed and oxidiezed porous silicon layers//Thin Solid Films- 1998.- Vol.313, p.459−463.
  70. F. De Filippo, C. Lisio, P. Maddalena, G. Lerondel, T. Yao, C. Altucci, Determination of the dielectric function of porous silicon by high-order laser-harmonic radiation//Applied Physics A- 2001.- Vol. 73, p. 737−740.
  71. W. Thiefi, S. Henkel, M. Arntzen, Connecting microscopic and macroscopic properties of porous media: choosing appropriate effective medium concepts// Thin Solid Films- 1995.- Vol.255, p. 177−180.
  72. U. Rossow, U. Frotscher, C. Pietryga, W. Richter, D. E. Aspnes, Interpretation of the dielectric function of porous silicon layers // Applied Surface Science -1996.- Vol.102, p. 413−416.
  73. U. Rossow, U. Frotscher, C. Pietryga, D. E. Aspnes, W. Richter, Porous silicon layers as a model system for nanostructures//Applied Surface Science- 1996.- Vol. 104, p. 552−556.
  74. A. Yariv, P. Yeh, Electromagnetic propagation in periodic stratified media, ii. birefringence, phase matching, and x-ray lasers//J. Opt. Soc. Am.- 1977.-Vol. 67, p. 438−448.
  75. X. Gu, M. Makarov, Y. J. Ding, J. B. Khurgin, W. P. Risk, Backward second-harmonic and third-harmonic generation in a periodically poled potassium titanil phosphate waveguide//Opt. Lett.- 1999.- Vol.24, p. 127−129.
  76. J. M. Bendickson, J. P. Dowling, M. Scalora, Analityc expression for the electromagnetic mode density in finite, one-dimensional, photonic band-gap structures//Phys. Rev. E- 1996.- Vol.53, p. 4107−4121.
  77. M. Centini, C. Sibilia, M. Scalora, Dispersive properties of finite, one-dimensional photonic band gap structures: Applications to nonlinear quadratic interactions//Phys. Rev. E- 1999.- Vol.60, p. 4891.
  78. Y. Dumeige, I. Sagnes, P. Monnier, P. Vidacovic, C. Meriadec, A. Levenson, X^ semiconductor photonic crystals// J. Opt. Soc. Am. B- 2002.- Vol. 19, p.2094−2101.
  79. А. В. Балакип, В. А. Бушуев, Б. И. Манцизов, П. Масселин, И. А. Ожере-дов, А. П. Шкуринов, Д. Буше, Усиление сигнала суммарной частоты на краю фотонной запрещенной зоны в многослойных периодических структурах//Письма в ЖЭТФ- 1999.- Vol. 70, р. 718−721.
  80. C. Mazzoleni, L. Pavesi, Application to optical components of dielectric porous silicon multulayers// Appl. Phys. Lett.- 1995.- Vol.67, p. 2983.
  81. V. Pelligrini, R. Colombelli, I. Carusotto, F. Beltram, S. Rubini, R. Lantier, A. Franciosi, C. Vinegoni, L. Pavesi, Resonant second harmonic generation in znse bulk microcavity//Appl. Phys. Lett.- 1999.- Vol. 74, p. 1945−1947.
  82. S. Nakagawa, N. Yamada, N. Mikoshiba, D.E. Mars, Second-harmonic generation from GaAs/AlAs vertical cavity//Appl. Phys. Lett.- 1995.- Vol. 66, p. 2159.
  83. C. Simonneau, J. P. Debray, J. C. Harmand, P. Vidacovic, D. J. Lovering, J. A. Levenson, Second-harmonic generation in a doubly resonant semiconductor microcavity//Opt. Lett.- 1997.- Vol.22, p. 1775.
  84. M. G. Martemyanov, E.M. Kim, T.V. Dolgova, A.A. Fedyanin, O.A. Aktsipetrov, G. Marowsky, Third-harmonic generation in silicon photonic crystals and microcavities//Phys. Rev. В 2004. — Vol. 70, p. 73 311−73 315.
  85. M. Г. Мартемьяпов, Т. В. Долгова, А. А. Федяпип, Генерация третьей оптической гармоники в одномерных фотонных кристаллах и микрорезонаторах//ЖЭТФ 2004.- Vol.125, р. 527−542.
  86. I. V. Soboleva, E. M. Murchikova, A. A. Fedyanin, O. A. Aktsipetrov, Second- and third-harmonic generation in birefringent photonic crystals and microcavities based on anisotropic porous silicon// Appl. Phys. Lett.- 2005. Vol. 87, p. 1−3.
  87. R. P. Stanley, R. Houdre, U. Oesterle, M. Ilegems, Coupled semiconductor microcavities// Appl. Phys. Lett. 1994. — Vol. 65, p. 2093−2095.
  88. М. Bayindir, С. Kural, Е. Ozbay, Coupled optical microcavities in one-dimensional photonic bandgap structures// J. Opt. A 2001. — Vol. 3, p. S184.
  89. L. Pavesi, G. Panzarini, L. C. Andreani, All-porous silicon coupled microcavities: Experiment versus theory//Phys. Rev. B- 1998.- Vol.58, p. 15 794−15 800.
  90. Д. Г. Гусев, M. Г. Мартемьянов, И. В. Соболева, Т. В. Долгова, А. А. Федянин, О. А. Акципетров, Генерация третьей оптической гармоники в связанных микрорезонаторах на основе пористого кремния // Письма в ЖЭТФ 2004. — Vol. 80, р. 737−742.
  91. М. G. Martemyanov, D. G. Gusev, I. V. Soboleva, Т. V. Dolgova, A. A. Fedyanin, O. A. Aktsipetrov, G. Marowsky, Nonlinear optics in porous silicon photonic crystals and microcavities//Laser Physics- 2004.- Vol. 14, p. 677 684.
  92. O. A. Aktsipetrov, Т. V. Dolgova, D. G. Gusev, R. V. Карга, M. G. Martemyanov, Т. V. Murzina, I. V. Soboleva, A. A. Fedyanin, Нелинейная оптика и нелинейная магнитооптика фотонных кристаллов и микрорезонаторов//Известия РАН- 2004.- Vol.68, р. 105−107.
  93. D. G. Gusev, I. V. Soboleva, М. G. Martemyanov, Т. V. Dolgova, А. А. Fedyanin, О. A. Aktsipetrov, Enhanced second-harmonic generation in coupled microcavities based on all-silicon photonic crystals // Phys. Rev. В 2003. — Vol. 68, p. 233 303−233 307.
  94. O.A. Акципетров, T.B. Долгова, М. Г. Мартемьянов, T.B. Мурзииа, А. А. Федяиии, Ю. Г. Фокии, Нелинейная оптика и нелинейно-оптическая диагностика наноструктур и фотонных кристаллов//Известия РАН- 2003.-Vol. 67, р. 242.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!